高速动车组车顶高压系统概述

杨凯棋 周鹏

摘要：随着经济的高速发展与人们出行对于速度及舒适度的需求，高速动车组的应用越来越广泛，高压系统是高速动车组技术系统的核心，关系到车辆的行车安全以及整车电气件的正常运转，本文将对高速动车组车顶高压系统进行介绍。

关键词：高速动车组 车顶高压系统 行车安全

1、前言

作为当今社会铁路交通运输的主要工具——高速动车组，具有速度快、运能大、污染小及节约能源等优点，其运营舒适及智能化的特点吸引了大量的乘客，在这种前提要求下，车辆的行车安全及运营舒适度显得尤为重要。车辆的运营行驶及其他部件的功能实现均离不开高压电网，车辆行驶需要牵引电力驱动，其他部件需要变压器将牵引电力降压使用，其中车辆与高压电网电力传输的媒介是通过车顶高压系统来实现的，高压系统的技术能力与稳定性显得尤为重要。

 动车组的高压系统是基于25KV城市电网供电系统设计的，标准短编动车组为8辆编组，分为两个牵引单元。其中高压设备包括受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、电压传感器、车顶隔离开关、高压电缆、绝缘子等部件。这些高压设备安装在牵引车的车顶，负责从接触网取电，受电弓下面是避雷器，避雷器下面是电压传感器，用于测量网压，避雷器之下主断路器集成有接地开关，主断路器由压缩空气驱动开关，控制从受电弓受流的高压是否接入主变压器，在主断路器和主变压器之间接有电流互感器和浪涌吸收装置，浪涌吸收装置用于吸收开关主变压器产生的过电压，电流互感器用于测量主变压器的原边电流，在主变压器的输出与工作地之间还接有接地电流互感器，该传感器用于检测主变压器的接地电流。具体排布如图1所示。

图1 车顶高压设备排布

2. 高压部件的特性

受电弓具有弓网接触压力受控、降低弓网磨损以延长使用寿命、抑制弓网接触力波动从而降低接触力振幅已达到改善受流质量、促进载流摩擦磨损从而控制理论与控制技术发展的特点。具体如图2所示。

图2 受电弓

高压箱具有绝缘减振与隔音降噪、隔绝外界雨雾与污秽气流影响从而改善部件工作环境、增强高压系统线路适应能力、延长高压部件维护周期从而减少维护工作量、通过设计结构与车顶轮廓平齐而达到有效降低气流影响及高压设备绝缘检测等功能。具体如图3所示。

图3 高压箱

高压电缆及附件具有贯通电缆线径显著缩小、通过车顶贯通电缆一体化结构从而达到减少高压连接点数量、采用快速高压接头已达到提高工作效率、自身带有支撑能力及法兰盘从而便于连接等特性。

3、其他设备

 车顶隔离开关位于2和7车上，作用是将2个牵引单元之间高压25KV联接，其闭合和打开控制由TCMS执行。在受电弓下方配置了带接地开关的主断路器，安装在每节变压器车车顶端部位置。主断路器用于切断牵引单元的工作电流，保证牵引设备不受破坏。也用于过流保护和短路保护。

4、结论

高速动车组以其运行速度快、运载量大、能耗低、安全性能高等优势在我国得到迅猛发展。随着列车运行速度的不断提升,列车牵引功率及牵引电流逐渐增大,运行过程中过分相、升降弓、断路器操作等频率也越来越高,导致动车组过电压冲击频繁产生,可能造成列车高压设备绝缘击穿,导致列车停运等事故。本文对高压牵引系统进行介绍与分析，对分析高压牵引相关故障有一定指导作用。

参考文献

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